石墨烯电池是什么?

haiyicha haiyicha
677
2022-05-28
理想很美好,现实很骨感石墨烯电池是什么 简单来说,石墨烯电池就是将石墨烯应用于锂电池的正负极材料。 由于石墨烯最薄、最硬以及最佳热/电传导的特性,锂离子能在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动,理论上能够提高充放电速率。 现实情况-接近于不存在 事实上,国际锂电学术界和...

理想很美好,现实很骨感石墨烯电池是什么

简单来说,石墨烯电池就是将石墨烯应用于锂电池的正负极材料。

由于石墨烯最薄、最硬以及最佳热/电传导的特性,锂离子能在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动,理论上能够提高充放电速率。

现实情况-接近于不存在

事实上,国际锂电学术界和产业界并没有“石墨烯电池”这个提法。

因为石墨烯材料无法单独成为电池的正极或负极材料,多用于其他物质组成复合材料,因此其并不能从本质上使汽车动力电池性能提升。

另外,石墨烯的制备技术也一直是阻碍其发展的难题,迄今为止,还未寻找到真正适用于产业化生产的制备工艺。

最后,引用清华能源互联网研究员刘冠伟的说法,“石墨烯电池”这个技术接近于不存在,石墨烯只有在理论上能够提高充放电速率,而对于容(能)量的提升基本没有任何帮助。

其噱头意义远大于实用价值。

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石墨烯电池99%都是往锂电池里掺加石墨烯材料,纯石墨烯的电池,应该叫超级电容,只在实验室中存在,价格贵的吓死人!

如果只是掺了石墨烯的锂电,那么石墨烯在成本上根本无法同传统的导电碳和石墨竞争。

另外石墨烯的表面积大,分散问题一大堆,受化学状态影响大,生产批次差异很难控制,严重影响电池一致性,负责任的厂商谁会用!

其次,用石墨烯做负极,理论上只是传统石墨的两倍,并且首次效率低的惊人,并且一致性很差,相比之下硅材料是石墨的十倍,价格又便宜,易于加工,一致性好,松下的18650电池(tesla用的电池)就是用硅材料,为啥要用又贵又不好用的石墨烯呢?

最后,如果用来做导电剂,如果分散做不好,会出现一大堆问题,石墨烯这么一张大纸很容易将锂离子的扩散通道堵死,怎么用呀,再说碳家族里好用的导电材料多了去了,并且还物美价廉,干嘛用石墨烯!

西班牙Graphenano和Cordoba合作的那个的石墨烯电池,吹的那么牛,有哪家汽车厂家或手机厂家用了,基本就是骗人的。

石墨烯用途很多,做超级电容,做光伏都没问题,电池就算了吧!

将电池和石墨烯结合起来,是近十年才陆续开展相关的研究。据专家介绍,电池的诸多性能指标当中,能量密度排在首位,直接决定续航里程,而续航里程的长短与消费者购买意愿成正比。一开始,石墨烯电池就是奔着提升能量密度去研发的。不能说没有收获,加入石墨烯之后,电池能量密度能提升5%~10%。但再往上,难以再有突破。这与研究人员最初预期20%~30%的能量密度大相径庭。

  广汽研究院石墨烯应用研究创新工作站副首席专家毛文峰博士告诉记者,石墨烯只是一种添加剂。石墨烯与电池的关系,就像是调味料与菜品原料之间的关系。炒菜时,放点鸡精,可以提鲜,但不能放多,放多了,菜反而不好吃了。同样道理,在提升能量密度上,起到决定作用的还是电池本体,而非石墨烯这个添加剂。

  正因为如此,毛文峰博士认为,“石墨烯电池”的概念是不成立的。科技进步,最忌喧宾夺主,不能因为添加了某种添加剂,就大张旗鼓进行注明,并广而告之,哪怕这种添加剂有光环在身。“我们在饭店点菜,从来没有看到过什么菜的菜名是以‘鸡精’开头的”“同样道理,不能因为电池应用了石墨烯材料,就称之为‘石墨烯电池’,更为准确的说法是‘电池+石墨烯’”。他认为,市场对石墨烯电池的追捧,已经超过其实际的技术水平,存在一定的泡沫。

文/广报全媒体记者周伟力

近来,一则新闻吓掉了笔者的下巴:

  大意是说,合肥国轩与航天万源将协作在唐山市建立项目公司,打造一个石墨烯产业园,建造年规划产能10Ah动力电池生产线,本年就要完成批量生产。

  照这个尿性,是说石墨烯电池都现已要量产民用的境地了?中国什么时候变得走在了国际巅峰的山脊上?

  超级电池真的来了?

  其实,画出这样“大饼”的不止国轩高科。前不久一个叫东旭光电的企业发布公告说自个儿现已研制出了国际上首款石墨烯电池,并自冠以“烯王”名号。

  但是仔细看来,他们研制出的不过是石墨烯基锂电池,这批红判白,纯石墨烯电池与石墨烯基锂电池中间差了孙山公一个筋斗云好吗!

  而在此之前,石墨烯电池范畴掀过浪花的也就是仰融的正路集团。他们研制的石墨烯钛酸锂电池应用在正路的第二代纯电动公交车上,行将投放市场。

  而这位国轩高科同学,与比亚迪、宁德年代新能源并称国内动力电池前三强。假如真的完成量产,绝壁是件牛大发了的工作。可是在量产之前,还有很多问题要处理。

  石墨烯到底是“神馍”?

  石墨烯是一种仅由一层碳原子构成的薄片,是英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·盖姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫在2004年用胶带撕石墨“撕”出来的。

这二位guys用特殊胶带手撕石墨片,活活撕出一枚诺贝尔奖。

  1毫米厚的石墨片大约包含300万层石墨烯,这种网状的二维、简直彻底通明的晶体成为了世界上最薄可是最坚硬的资料。一起,石墨烯具有极好的导电性与导热性,因而也是现在世界上电阻率最小的资料。

所以,石墨烯瞬间收到各界的青睐。尤其是电动汽车领域,石墨烯电池被神话为“充电五分钟,奔驰一千公里”,妈妈再也不必忧虑我的续航了。

那么石墨烯电池又是什么鬼?

  石墨烯电池的能量密度高达600Wh/kg,而一块锂电池(以最先进的为准)的比能量数值为180wh/kg。

  换句话说,一辆电动汽车假如想到达设定的动力蓄电池组总能量,装备石墨烯电池的分量只需一般动力电池的八分之一即可(石墨烯电池本身的分量仅为传统电池的一半)。理论上来说,其使用寿命也是传统氢化电池的四倍,锂电池的两倍。

  但是,朴实的石墨烯电池,现在维基百科也没有定义。即便是当年西班牙Graphenano和Cordoba协作的闻名石墨烯电池,在brag about2015年行将量产之后,咱们给了他两倍时刻也没找到量产的一根头发丝儿。

  现在,市面上大部分所谓的石墨烯电池都是在锂电池等电池中经过技术手段添加一些石墨烯,更多仍是作为辅助资料的“配角儿”。

  上道儿的比方正路,会老老实实说,咱们这是石墨烯钛酸锂电池;路子野的,比方东旭光电,哪怕自己的确造的就是石墨烯基锂电池,却要在新闻布告中大放厥词说自个儿已经造出了世界上首个石墨烯电池,还不忘说一句:恭贺祖国!几乎尴尬癌都要犯了。

  笔者采访了从事新能源电池研讨的不签字职业专家,他说,现在,石墨烯对新能源电动电池的奉献首要在于能够进步电池的快充功能,但现在并没有突破性的开展。石墨烯更多都是以导电剂加进去,倍率功能会好一些,乃至基都算不上(参阅上文提到的“石墨烯基锂电池”,啪啪打脸),而且能量密度根本不会添加。

  翻译成白话,就是说,充电五分钟,狂奔俩小时这样的梦或可期,但说靠这个完成轻量化或许给电动车延年益寿之类的,笔者觉得,那还不如去指望硅资料来的靠谱。究竟硅电池可比石墨烯便宜了太多。

  量产之路,道阻且长

  石墨烯工业基于其神奇的特性,在资源需求大国我大天朝那肯定是抢手货。

  据我国石墨烯工业技术创新战略联盟秘书长李义春介绍,2014年石墨烯工业销售额4000多万元,2015年到达6亿元,今年预计在50亿元左右,到2020年,石墨烯工业商场规模或达1000亿元,占全球商场的50%~80%。

  作为现在最火的资料之一,石墨烯的社会关注度高、方针扶持力度大。就国轩高科而言,笔者挖坟发现,其公司全资子公司合肥国轩高科动力能源有限公司收到国家工业转型晋级项目2016年中央预算内出资计划补助资金1.17亿元,该项补助资金将用于合肥国轩“年产6亿安时锂离子动力电池生产基地项目一期工程”的项目建造。

  一言不合就赞助,有钱就是任性。但是对于石墨烯电池而言,深耕多年的仰融现在也只做到石墨烯钛酸锂电池,按照计划,他们的下一步是造石墨烯锂硫电池,终极的才是纯石墨烯资料的超级电池。

  面对我国现在石墨烯产品跟我国电池产品一样,量大而质拙。而到真实的石墨烯电池,咱们可能还要有十年乃至更久的路走。用一个未来才会民用的东西,现在就宣称量产来圈钱,尽管起点是好的,但并不利于我国电池职业的厚实开展。

  虚假昌盛的脚步迈得太大,简单扯着蛋,而消费者绝不应用自己口袋里的钱乃至生命为此来买单。

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